JPS592102A - 内燃機関の動作制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報処理系を効果的に利用するいわゆる電子制
御による内燃機関の動作制御方式に関する。

自動車用エンジンで代表される内燃機関の動作制御は近
時機械的制御方式から高精度、高能率の制御が可能な電
子制御方式に移行しつつある。

第１図は一般的電子制御方式を採用した制御装置の一例
である。同図に基づき具体的説明を加えると１，２及び
３は内燃機関の各所に配設され実際の動作状態を電気的
信号として検出するセンサを示し例えば１及び２はクラ
ンクシャフトの回転を利用して検出する回転数センサ、
及び回転角センサ、３は吸気マニホールド内に配設した
吸入管負圧センサである。これら各種センサから検出さ
れた検出データは情報処理系４にインプットされ、この
情報処理系４は各検出データを集中的に演算処理すると
ともに制御信号を形成し、これを内燃機関に備える例え
ば点火装置等の点火系アクチュエータ５及び例えば噴射
装置等の燃料供給系アクチュエータ６に供給してその動
作制御を行なう。

上記情報処理系４は入出力動作及び各種演算を実行する
ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ等のメモリを含むディ
ジタル演算装置７、このディジタル演算装置７と前記セ
ンサ１，２及び３を結合する入力ＩＦ（入力インタフェ
ース）装置８、更にディジタル演算装置７と点火系及び
燃料供給系アクチュエータ５及び６を結合する出力ＩＦ
（出力インタフェース）装置９より構成し、マイクロコ
ンピュータとして機能する。具体的にはメモリに記憶す
る所定の制御プログラムに従って各センサからの検出デ
ータを基本としメモリの基準データと比較演算等するこ
とにょシ制御信号を得各アクチュエータに供給するもの
である。

しかしながら、斯る従来の制御系は単一の系として構成
するためディジタル演算装置７、入力ＩＦ装置８又は出
力ＩＦ装置９のいずれかに故障等が発生した場合には制
御系全体が動作不能に陥り制御対象である内燃機関の動
作に重大な支障をきたす虞れがある。

また、−の系として固定化されている為にセンサあるい
はアクチュエータを追加、変更し演算内容を複雑化した
場合にはそのままでは対処できず融通性に於て難点があ
る。

ところで、斯る問題は技術的には全（同一の装置を複数
設置することにより一の系が故障した際には他の系に切
換えて動作制御を続行すれば上いが、この方式では正常
時に不用な系が存在しコスト上、能率上最良とはいえず
、また、制御量の追加変更等の場合には予じめ処理系に
余裕をイ）だせておけばよいが同じ（コスト上最良とは
いいφ１ｆい。

本発明は以上の点に鑑みその目的とするところは情報処
理系を効果的に利用し、−の系に故障等が発生した場合
でも残りの系にて少なくとも内燃機関が動作続行すべく
制御し、その性能、信頼性を向上させるとともに、更に
他の目的は制御量の追加・変更等に対してもそのまま対
処することができる融通性の高い内燃機関の動作制御方
式を提供する。

本発明は斯る目的を達成するため内燃機関５例えば自動
車用エンジンの動作状態を検出する各種センサと、この
各センサからの検出データを演算処理する複数の情報処
理系と、この各情報処理系に共用する書き込み及び読み
出し可能な記憶装置（以下、共有メモリという）と、前
記各情報処理系の各々に接続する制御対象である各種ア
クチュエータとを備え、前記各情報処理系は前記共有メ
モリを介して各演算処理情報を相互に授受し、異なる演
算処理を分担可能にするとともに、前記各昂報処理系自
体に少なくとも内燃機関の動作を続行するに要する制御
を可能に構成したことを特徴とする。

以下には本発明を適用する好適な実施例を挙げ図面を参
照して詳述する。

第２図は本発明に係る第一実施例を示し内燃機関の動作
制御装置のブロック系統図である。１０゜１１．１２及
び１３は例えば自動車のガソリンエンジンの如き内燃機
関の各所に配設され実際の動作状態を電気的信号として
検出するセンサを示し１０及び１２は例えばクランクシ
ャフトの回転を利用して機関の回転数、回転角を検出す
る回転数十ンザ及び回転角センサ、１１は吸気マニホー
ルド内に配設した吸入管負圧センサ、１３は前記従来例
（第１図参照）で示した制御装置に新たに追加するセン
サ、例えば水温センサでこの水温センサ１３は内燃機関
の冷却水温を検出する。

一方、１４は本発明に従って構成する情報処理部で、更
に第１の情報処理系１５と第２の情報処理系１６にて構
成し、本絹−実施例では各処理系１５及び１６は夫々略
同−の構成を採用して後に詳述するように点火系と燃料
供給系の制御信号を夫々形成する。

第１の情報処理系１５はディジタル演算装置１７、入力
ＩＦ装置１８及び出力■Ｆ装置１９にてマイクロコンピ
ュータユニットとして構成する。ディジタル演算装置１
γは入出力動作、各種演算処理を命令実行するＣＰＵ、
所定の制御プログラム及び基準データ等を記憶するメモ
リ等を含み制御動作の中枢を構成する。またこの演算装
置１７にｄ２後述する各種センサからの入力データによ
り少なくとも内燃機関が動作を続行するに要する演算処
理情報をもたせる。入力ＩＦ装置１８は例えばＡ−Ｄ変
換器等を含んで前記した回転数センサ１０、回転角セン
サ１２及び吸入管負圧センサ１１の各センサと上記ディ
ジタル演算装置１１を結合して各センサからの検出デー
タをディジクル演算装置１７にインプットし、また出力
ＩＦ装置１９は谷すえばドライブ回路等を含んで上記デ
ィジタル演算装置１７と内燃機関に備える点火系アクチ
ュエータ２０を結合して斯る演算装置１７からアウトプ
ットされる所定の制御信号を点火装置に供給する。

他方、第２の情報処理系１６も基本的構成は上記第１の
情報処理系１５と同じで２１はディジタル演算装置、２
２は入力ＩＦ親装置２３は出力ＩＦ装置を示ず。なお、
第２の情報処理系１６は前記した如（燃料供給系を制御
対象とするだめ入力ＩＦ親装置２には前記回転数センサ
１０及び吸入管負圧センサ１１、それに水温センサ１３
の各センサを接続して必要な入力データを得るとともに
出力ＩＦ装置２３には内燃機関に備える燃料供給系アク
チュエータ２４を接続しディジタル演算装置２１かもア
ウトプットされる所定の制御信号を斯るアクチュエータ
２４に備える例えば噴射装置に供給する。

また、情報処理部１４には各情報処理系１５及び１６に
共用する読み書き可能な例えばＩＣメモリ等の共有メモ
リ２５を備えこのメモリ２５は上記ディジタル演算装置
１７及び２１双方に接続しこれら双方からアクセス可能
とする。更にまだ、第１の情報処理系１５の出力ＩＦ装
置１９と燃料供給系アクチュエータ２４、及び第２の情
報処理系１６の出力ＩＦ装置２３と点火系アクチュエー
タ２０は夫々クロス接続され後述するように各情報処理
系１５及び１６のいずれか一方が故障等にて動作不能に
陥った場合にも他方の系で少な（とも内燃機関を動作さ
せるに必要な制御を行なうべ（考慮されている。

次に、斯る構成を採る動作制御装置の動作・作用につい
て説明する。

まず、正常時、即ち装置が全稼動している場合には第１
の情報処理系１５のディジタル演算装置１γにて各セン
サ１０．１１及び１２からの検出データを基本として演
算処理し基準データと比較することにより点火系のだめ
の制御信号を形成するとともにこの制御信号は点火系ア
クチュエータ２０に供給されて点火系の動作制御を行な
う。また、検出データは共有メモリ２５に直接書き込ま
れるとともに燃料供給系、即ち第２の情報処理系１６に
おける演算処理に有効となる演算結果情報も併せて共有
メモリ２５に書き込まれる。

一方、第２の情報処理系１６のディジタル演算装置２１
では第１の情報処理系１５とは異なシ各センサｉｏ、１
ｉ及び１３からの検出データ、特に水温センサ１３から
のデータを共有メモリ２５に書き込むとともに共有メモ
リ２５からは上記第１の情報処理系１５よシ書き込まれ
た検出データ及び演算結果情報を読み出し燃料供給系の
だめの制御信号を形成するとともに、この制御信号は燃
料供給系アクチュエータ２４に供給して燃料供給系の動
作制御を行なう。

このように、正猟時においては第１の情報処理系１５は
点火系の制御を、第２の情報処理系１６は燃料供給系の
制御を夫々分担し、異なる演算処理を行なわせしめると
ともに共有メモリ２５を介ため情報処理系の有効利用及
び性能向上が図れる。

次に、異常時について説明するに第３図は仮に第２の情
報処理系１６（第２図参照）が故障等にて動作不能に陥
った場合の態様を示す。同図中実線部分が制御動作に関
与すべき装置類を示す。なお、第２図と同一部について
は同一符号を付（〜その詳細な説明は省略する。前述し
たように各情報処理系に備えるディジタル演算装置１７
及び２１は共有メモリ２５゛を介して他の情報処理系の
演算。

処理情報を受けとることができるため同時に診断機能を
も享有させることができる。即ち、共有メモリ２５に本
来書き込まれるべきデータ情報が停止したような場合に
は予じめ設定された制御プログラムに従って当該系を動
作不能と判断し、正常な情報処理系、実施例では第１の
情報処理系１５が異常時の制御プログラムに変更される
。

しかして、第１の情報処理系１５に於ては正常時と異な
シ水温センサ１３からの検出データあるいは演算処理情
報は得られないが、第１の情報処内燃機関の動作続行に
要する制御が行なわれ、この第１の情報処理系１５から
制御信号が各アクチュエータ２０及び２４に供給される
ことになる。したがって、各情報処理系１５及び１６に
は少なくとも内燃機関の動作続行に必要な検出データを
得るためのセンサが接続される。

なお、斯る異常時の説明においては共有メモリ２５を利
用しなくとも必要最少限の動作制御を行な℃・得るが共
有メモリ２５に異常がない場合には斯るメモリ２５に記
憶された過去の検出データ、あるいは演算処理情報を利
用して更に有効な制御も行ない得、これは各ディジタル
演算装置に内蔵するＲＯＭ等にそのだめの制御プログラ
ムを記憶させておけばよ（斯る態様はソフトウェアにて
任意に実施し得るものである。

以上の説明に於て第２の情報処理系が動作不能に陥った
場合（第３図）を説明したが第１の情報処理系が動作不
能に陥った場合に於ても同様の異常時の制御プログラム
が実行され得る。

次に第４図を参照して第２実施例について説明する。上
述した第１実施例に於ては各情報処理系に点火系、燃料
供給系等の制御対象を分担させて制御し得るように構成
したが第２実施例では一方の情報処理系にて全制御対象
の動作制御を分担させるとともに他方の情報処理系にて
全演算処理を分担させる如く構成した点が異なる。なお
第４図に於て第２図と同一部については同−省号を伺（
−その詳細な説明は省略する。

２６は情報処理部で第１の情報処理系２γと第２の情報
処理系２８を備える。この第１　’ｌ’ｌ’ｌ報処理系
２７はディジタル演算装置２９、入力１．　Ｆ装（６３
０及び出力ＩＦ架装置１にて構成し、その基本的構成機
能は前記情報処理系１５及び１６と同じであるが第１の
情報処理系２７は上記の如（全制御対象の制御を分担す
るため入力ＩＦ架装置０には回転数センサ１０、回転角
センサ１２、吸入管負圧センサ１１及び水温センサ１３
等制御に必要な入力データを得る全てのセンサが接続さ
れる。

また、第２の情報処理系２８．はディジタル演算装置３
２、入力ＩＦ架装置３及び出力ＩＦ架装置４にて構成し
、その基本的構成機能は前記情報処理系１５及び１６と
同じである。なお、第２の情報処理系２８は全演算処理
を分担するため斯る演算処理に必要な検出データを得る
センサ、例えば排気中の酸素濃度を検出する０２センサ
を入力ＩＦ架装置３に接続してそのデータ情報を得ると
ともに他の情報は第１実施例と同様に各ディジタル演算
装置２９及び３２に共用する共有メモリ２５を利用して
第１の情報処理系２７から得ている。また、本発明に従
って、各情報処理系自体で少なく反も内燃機関の動作続
行に要する制御を行なうために必要な検出データを得る
例えば回転数センサ１０ケ入力ＩＦ装置３３に接続し、
更に点火系アクチュエータ２０及び燃料供給系アクチュ
エータ２４を各出力ＩＦ架装置１及び３４にそれぞれ接
続する。

しかして、斯る第２実施例もその動作は第１実施例の場
合に準じて実行され、先ず正常時には第１の情報処理系
２７に於て第２の情報処理系２８より共有メモリ２５を
介して得る演算処理情報と第１の情報処理系２７に入力
する各センサからの入力データを併せて制御信号を形成
し各アクチコーエータ２０及び２４の動作制御を行なう
とともに、例えば第１の情報処理系２７が動作不能に陥
った場合には第２の情報処理系２８のみにて内燃機関の
動作が続行され得ることは明確に理解されよう。

なお、本発明は上記各実施例に示した如く２系統の情報
処理系に限定されるものではなく一般的には複数の情報
処理系に適用され、使用するセンサ及びアクチュエータ
の種別、数量は本実施例に限定されるものではない。

このように本発明に係る内燃機関の動作ｆｌｉｌＪ御方
式によれば、正常時においては各情報処理系はそれぞれ
異なる演算処理を分担可能となし、しかも共有メモリを
介して相互に他の系の演算処理情報を利用できるため−
の系での制御精度、能率等の性能向上が図れ効果的利用
が可能となる。又加えて−の系で故障等が発生して動作
不能に陥ったとしても他の系が代行し、少な（とも内燃
機関が動作を続行するに必要な制御が行なわれるため、
制御系の故障による内燃機関の動作停止を回避でき、制
御系の信頼性を著しく高めることができる。

更にまた、複数の情報処理系を具備するためセンサある
いはアクチュエータを新たに追加変更し演算内容が複雑
化した場合においても固定化された単一の制御系と異な
りそのままで容易に対処できるという副次的な利点も得
る等諸種の技術的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的電子制御方式を採用した制御装置
のブロック図、第２図は本発明に係る第一実施例を示し
本方式を適用する内燃機関の動作制御装置のブロック系
統図、第３図は第一実施例の動作説明図、第４図は本発
明に係る第二実施例を示し本方式を適用する内燃機関の
動作制御装置のブロック系統図である。 １４・２６・・情報処理部、１５・２７・・・第１の情
報処理系、１６・２８・・第２の情報処理系、１７・２
１・２９・３２・・・ディジタル演算装置、１８・２２
・３０・３３・・・入力インタフェース装置、１９・２
３・３１・３４・・・出力インタフェース装置、２５・
・・記憶装置（共有メモリ）。 特許出願人　沖電気工業株式会社 同　　　　本田技研工業株式会社 代理人弁理士　　下　　１）　容一部 組１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の動作状態を検出する各種センサと、この各セ
   ンサかもの検出データを演算処理する複数の情報処理系
   と、この各情報処理系に共用して読み書き可能な記憶装
   置と、前記各情報処理系の各々に接続する各種アクチュ
   エータとを備え、前記各情報処理系は前記記憶装置を弁
   して各演算処理情報を相互に授受し異なる演算処理を分
   担可能にするとともに、前記各情報処理系自体に少なく
   とも内燃機関の動作を続行するに要する制御を可能に構
   成したことを特徴とする内燃機関の動作制御方式。